干法刻蚀设备及其刻蚀均匀性控制方法和系统、关系模型确定方法及计算机设备与流程

本技术涉及平板显示制造，具体涉及干法刻蚀设备及其刻蚀均匀性控制方法和系统、关系模型确定方法及计算机设备。

背景技术：

1、目前，大尺寸平板显示刻蚀均匀性的调控手段，硬件上主要分为两类：一是气体分布控制，通过分区进气的流量分配调整腔室内反应气体浓度分布；二是 rf （radiofrequency，射频）功率分布控制，通过多分区 icp （inductively coupled plasma，电感耦合等离子体）线圈的功率分配调整等离子体密度分布，其中 rf 功率分布控制是决定刻蚀均匀性的核心手段。

2、当前行业内主流的 rf 功率分布均匀性调控方案，均采用人工经验试错法：针对新的工艺配方或均匀性偏差问题，由工艺工程师基于个人经验，手动调整各分区 icp 线圈的功率匹配参数，完成一次参数调整后执行整板刻蚀测试，通过刻蚀结果检测均匀性改善效果，再根据偏差反复迭代调整参数，直至均匀性达标。

3、这种调控模式存在以下不足：（1）调试周期长、效率极低；（2）调试成本极高，物料浪费严重；（3）调控精度不足，无法适配超大尺寸基板精细化管控；（4）人工依赖度高，量产一致性差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例提供了面向大尺寸玻璃基板的干法刻蚀设备及其刻蚀均匀性控制方法 和系统、icp线圈的输出功率和刻蚀速率的关系模型确定方法、计算机设备，以解决现有技术中调试周期长、成本高、精度不足以及人工依赖度高等技术问题。

2、本技术的第一目的在于，提供一种icp线圈的输出功率和刻蚀速率的关系模型确定方法，包括：

3、固定除目标区域外的其他区域的icp线圈的输出功率为基准功率，并按预设的多个等间隔功率梯度调整所述目标区域对应的icp 线圈的输出功率，得到所述目标区域的多个数据对，每个所述数据对包括所述目标区域的icp 线圈的输出功率和该输出功率下对应的刻蚀速率；所述目标区域为所述多个区域中的任一区域；

4、将所述多个数据对的数值代入拟合系数为未知的初始多项式拟合模型，构造矩阵形式的模型y=x·cn，其中，y为所述多个数据对中刻蚀速率构成的列向量，x为所述多个数据对中icp线圈的输出功率构成的范德蒙德矩阵，cn为所述目标区域的所有未知的拟合系数构成的列向量；

5、以拟合残差平方和最小为目标，确定所述矩阵形式的模型的正规方程，并对所述正规方程求解，得到所有未知的拟合系数的数值；

6、将所有拟合系数的数值代入所述初始多项式拟合模型，得到所述目标区域的icp线圈的输出功率和刻蚀速率的关系模型。

7、本技术的第二目的在于，提供一种面向大尺寸玻璃基板的干法刻蚀设备的刻蚀均匀性控制方法，包括：

8、按照目标工艺配方的基准参数控制真空刻蚀腔室对待刻蚀玻璃基板进行刻蚀，并获取所述待刻蚀玻璃基板的不同区域的实际刻蚀速率；

9、在全域刻蚀均匀性不满足预设工艺要求的情况下，循环执行以下步骤，直至全域刻蚀均匀性达到预设工艺要求：

10、计算每个区域的实际刻蚀速率与目标刻蚀速率之间的刻蚀速率偏差；

11、基于每个区域的所述刻蚀速率偏差和预先构建的每个区域icp线圈的功率和刻蚀速率的关系模型，反向解算各区域对应的icp线圈的目标输出功率，其中，所述关系模型表示各区域的icp线圈的输出功率与刻蚀速率之间的非线性对应关系；

12、基于每个区域对应的icp线圈的目标输出功率以及第一映射关系，反向解算各区域的可变真空电容的目标容量，其中，所述第一映射关系为预先标定的每个区域的可变真空电容的容量与对应的icp线圈的输出功率之间的映射关系；

13、基于该区域的可变真空电容的目标容量以及第二映射关系，反向解算用于驱动各区域可变真空电容的伺服电机的目标转动位置，其中，所述第二映射关系为预先标定的各区域的可变真空电容的容量与伺服电机的转动位置之间的映射关系；

14、根据各区域对应伺服电机的目标转动位置，向各个区域对应的伺服电机同时下发运动指令，并对所述待刻蚀玻璃基板进行刻蚀，所述运动指令用于指示驱动每个伺服电机转动至各自对应的目标转动位置。

15、本技术的第三目的在于，提供一种干法刻蚀设备的刻蚀均匀性控制系统，所述干法刻蚀设备具有多个分区域分布和独立控制的icp线圈，且每个所述icp线圈电连接有可变真空电容，所述可变真空电容由伺服电机驱动，所述控制系统包括：

16、运动控制器，用于连接各区域的伺服电机，所述运动控制器用于向各区域的伺服电机下发运动指令并采集每个所述伺服电机的实际位置反馈数据，其中，所述运动指令用于指示所述伺服电机驱动改变所述可变真空电容的容量；

17、刻蚀均匀性检测系统，用于检测各区域的icp线圈的实际刻蚀速率；

18、数据采集模块，与所述刻蚀均匀性检测系统连接，以获取各区域的icp线圈的实际刻蚀速率；

19、主控单元，所述主控单元分别连接所述运动控制器、所述刻蚀均匀性检测系统，所述主控单元用于执行前述任一项所述icp线圈的输出功率和刻蚀速率的关系模型确定方法或面向大尺寸玻璃基板的干法刻蚀设备的刻蚀均匀性控制方法的步骤；

20、数据存储模块，与所述主控单元连接，所述数据存储模块用于存储以下信息中的一个或多个：

21、第一映射关系、第二映射关系、工艺配方、工艺配方拟合系数的数值、icp线圈的功率和刻蚀速率的关系模型和工艺配方。

22、本技术的第四目的在于，提供一种面向大尺寸玻璃基板的干法刻蚀设备，所述干法刻蚀设备包括真空刻蚀腔室、静电卡盘式基板承载台、上部电极组件以及控制系统；所述上部电极组件包括多个分区域分布和独立控制的icp线圈，所述icp线圈电连接可变真空电容，所述可变真空电容与伺服电机对应传动连接；其中：

23、所述静电卡盘式基板承载台，位于所述真空刻蚀腔室内，用于固定待刻蚀玻璃基板；

24、所述上部电极组件安装在所述真空刻蚀腔室顶部，所述上部电极组件的多个icp线圈与所述静电卡盘式基板承载台的承载区域对应；

25、所述控制系统分别连接所述伺服电机、所述icp线圈，以控制所述真空刻蚀腔室用于产生刻蚀需要的等离子体，对所述待刻蚀玻璃基板进行刻蚀；

26、所述控制系统用于执行如前述任一项所述icp线圈的输出功率和刻蚀速率的关系模型确定方法或面向大尺寸玻璃基板的干法刻蚀设备的刻蚀均匀性控制方法的步骤；或，所述控制系统为前述干法刻蚀设备的刻蚀均匀性的控制系统。

27、本技术的第五目的在于，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述任一项所述的方法的步骤。

28、与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：提出了一种icp线圈的输出功率和刻蚀速率的关系模型确定方法，该方法固定其余分区 icp 线圈的输出功率为基准功率，仅按预设的多个等间隔功率梯度调整目标区域icp线圈的输出功率，以采集目标区域的多个输出功率及其对应的刻蚀速率的数据对，进而将多个数据对代入拟合系数为未知的初始多项式拟合模型并构造矩阵形式的模型，求解模型得到拟合系数的数值，以确定目标区域的icp线圈的输出功率和刻蚀速率的关系模型，该目标区域的icp线圈的输出功率和刻蚀速率的关系模型可以有效隔离其他分区对目标区域的变量干扰，有利于获取真实可靠的功率-刻蚀速率，为调试目标区域的icp线圈的功率提供了可靠的数据依据，避免依赖人工经验，有利于提高调试的精度，避免反复迭代调整，有利于缩短调试周期、降低调试成本。